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观赏植物种质资源的研究

观赏植物种质资源的研究

1.1 中国观赏植物对世界园林的贡献

中国被西方国家称为“世界园林之母”,从十六世纪开始,西方国家就到中国采集植物标本,在1839~1938年的一百年的时间内,西方国家从中国引走了数千种植物,目前,仅爱丁堡植物园就保存了中国原产的植物1500多种,我国观赏植物能够在世界园林中确立如此高的地位,主要有以下几个方面的原因:①世界上许多著名的观赏植物为我国特产,如山茶花(Camellia japoica)、金花茶(Camellia chrysantha)、牡丹(paeonia suffructicosa)、银杏(Ginkgo biloba)、珙桐(Davidia involucrata)、金钱松(Pseudolarix amabilis)、银杉(Cathaya argyrophy-lla)、白豆杉(Pseudotaxus chienii)、水松(Glyptostrobus pensilis)、台湾杉(Taiwania cryptomerioides)、水杉(Metasequoia glyptostnobcides)、蜡梅(Chimonanthus praecox)、七子花(Heptacodium miconioides)、喜树(Camptotheca acuminata)、青檀(Pteroceltis tatarinowii)、连翘(Forsythia suspensa)、猬实(Kolkwitzia amabilis)等等;②世界上许多重要观赏植物的分布中心在中国,如槭属、山茶属、百合属、石蒜属、含笑属、木犀属、丁香属、报春属、竹类植物、兰科植物、蔷薇属等;③世界许多重要观赏植物品种的形成都离不开中国植物,中国的月月红和香水月季是现代月季最重要的亲本,没有中国的月月红就没有周年开花的现代月季,没有中国的香水月季就没有现代月季的芳香气息;中国的高山杜鹃(Rhododen-dron)是形成杂种常绿阔叶杜鹃的亲本,英国人常说“没有中国的杜鹃花,就没有英国的园林”;中国的金花茶是培育黄色茶花的亲本;其它著名的种类还有报春属、兰属、绣线菊属、落新妇属等。

1.2我国观赏植物种质资源的概况

我国是世界上植物资源最为丰富的国家之一,全世界有植物种类约30万种以上,我国有3万多种植物,约占1/10,其中苔藓植物106科,占世界科数的70%;蕨类植物52科,2600种,分别占世界科数的80%和种数的26%;木本植物8000种(包括种、变种、变型和栽培种),其中乔木约2000种。全世界裸子植物共12科71属750种,中国就有11科34属240多种。针叶树的总种数占世界同类植物的37.8%。被子植物占世界总科、属的54%和24%。

经过近30年的调查和研究,我国观赏植物资源基本搞清,全世界观赏植物约有3万种,常用的约6000种;我国原产的观赏植物约1~2万种,常用的约2000种。

1.3观赏植物种质资源的收集和保护研究

观赏植物种质资源的传统保存方法主要有原地保存和异地保存两种,超低温保存和核心种质构建是近年才开始的新技术。

1.3.1原地保存(conservation in situ)

指将种质资源在原生地进行保存,又称就地保存。设立植物种质资源原地保存区是主要形式,目前,全国各地建立的各种类型自然保护区、国家公园、自然地理标识、生境/物种保护区、景观/海景保护地、自然资源保护地等都属于这种类型。

1.3.2异地保存(conservation ex situ)

指将种质资源迁移出原生地栽培保存,又称迁地保存。异地保存的主要形式有国家和地方建立的植物种质资源库、植物良种基地收集区(圃)、植物园、树木园及种子资源贮藏库等。

1.3.3超低温保存(cryopreservation)

是指将植物活体材料在超低温条件下(-196℃)长期保存,待需要的时候将其恢复到常温状态,并确保其正常生长的一套技术。种质资源低温保存(cryopreservation)是由cryo 和preservation组成,从词义看,低温所涉及的温度范围是不确定的。习惯上,人们将-80℃以下的低温称为超低温,干冰温度(-70℃)称为极低温,低温则从4℃往下推(李广武等,

1998)。对植物而言,低温常常是指那些比常温稍低一些的温度。如果低温超过细胞原生质所能忍受的临界温度,就会致使植物细胞遭受冻害而死亡。如甜橙树发生冻害的临界温度通常在-6.5℃,枳壳通常在-20℃左右(沈德绪等,1986)。目前常用的超低温保存方法可分为两类,即冷冻诱导保护性脱水的超低温保存和玻璃化处理的超低温保存。在超低温条件下,生物的代谢和衰老过程大大减慢,甚至完全停止,因此可以长期保存植物材料。

植物种质资源的超低温保存开始于20世纪50年代,保存的对象主要是农作物、果树、经济作物、药用植物等,观赏植物的比例非常小。我国超低温保存研究开始于1983年,郑光植等将药用植物三分三(Anisodus acutangulus)的愈伤组织和悬浮培养细胞进行了冰冻贮藏,观赏植物种质资源的超低温保存则是近年才开始进行研究开展,目前,观赏植物中实现超低温保存的种子、胚轴、体细胞约有26科51个属,保存花粉的约有9个科13个属,保存茎尖分生组织的约有14个科20个属。

1.3.4核心种质构建

核心种质(Corecollection)就是通过运用一定的方法从整个种质资源中抽取一部分个体,以尽量少的个体和遗传重复,尽可能大地代表整个种质资源的遗传多样性。核心种质的概念是1984年由澳大利亚的Frankel首先提出,并经过Brown(1989)的发展,逐步完善,研究的步骤和内容主要包括(Hodkin1993):①数据的收集整理;②收集数据的分组;③样品的选择;④核心种质的管理。对于核心种质的代表性的评价,不同的学者分别从形态特征、表现性状和分子标记上进行了评价,提出了大量的代表性的评价参数,目前,对评价参数的有效性还没有统一的认识。

据统计,至20世纪末,全世界已经在51个物种上构建了60多个核心种质(Brown和Spillane,1999),我国也在主要农作物和经济植物种类上构建了核心种质,包括芝麻、棉花、小麦、大豆、油菜、水稻、茶树、果梅、亚麻等。关于观赏植物核心种质构建的研究并不多,仅明军(2005)在梅花上构建了核心种质,对许多重要的观赏植物都还没有开展相关的研究。2观赏植物引种驯化研究

2.1引种驯化的主要理论

2.1.1关于引种驯化的概念不同定义

引种驯化是指将野生植物或栽培植物引入到自然分布区或栽培区以外栽培,通常分为简单引种和驯化引种。如果引入地区与原产地自然条件差异不大或引入的观赏植物本身的适应范围很广,只采取简单的措施就能适应新的环境,能够生长发育,达到预期的观赏效果的称为简单引种;如果引入地区与原产地自然条件差异较大或引入的观赏植物本身的适应范围较窄,只有通过其遗传性的改变才能适应新的环境或必需要采取相应的农业措施,使其产生新的生理适应性的方式称为驯化引种。引种驯化实质上就是一个由野生变家生,由外地栽培变本地栽培的过程。

2.1.2引种驯化的主要方法和理论

引种驯化的主要理论有达尔文学说、气候相似论、并行植物指示法和嫁接法、米丘林学说、栽培植物起源中心学说、植物地理学差示法、专属引种法、生态历史分析法、区系发生法、生态相似法。

2.2近年来我国观赏植物引种驯化的实践和成就

据潘会堂、张启翔统计,在20世纪90年代以前的20年间,我国在商品观赏植物(包括盆花、观叶植物、切花、球根)的引种方面,共引入了500多种,4000多个品种。目前,我国商品生产中的观赏植物品种,绝大多数都是国外培育,尤其是大宗的切花、盆花和花坛植物品种,如月季、香石竹、唐菖蒲、百合、菊花、大花蕙兰、蝴蝶兰、鸢尾、杜鹃花、风信子、安祖花、马蹄莲、六出花、报春类、龙胆类等等;在绿化植物材料的引种方面,棕榈科植物是近年来引种的热点,全世界约有棕榈科植物200余属、3000余种,我国约有18属、

100多种,通过近10年的大规模引入,我国棕榈科植物达到了90余属、300余种;彩叶植物也是近年重点引人的观赏植物,目前,我国共引入各类彩叶植物(包括春色叶类、秋色叶类和常绿色叶类)10多种,品种更是多达数百个;我国草坪草尤其是冷季型草坪草,基本上都依靠进口,平均每年引进品种30多个。

2.3我国观赏植物引种驯化中存在的主要问题和对策

我国观赏植物的引种迅速缓解了我国新优品种缺乏的矛盾,但是大量的新品种引种工作中也暴露出一些严重的问题,主要体现在以下几个方面:

(1)重引进轻培育,很少有新品种培育出;

(2)过度重视观赏性状,轻视生态适应性,限制了栽培范围;

(3)重引进品种,轻引进技术,生产和栽培技术薄弱;

(4)引进过程中不注重检疫,增加了有害生物入侵的风险。

针对目前我国观赏植物引种驯化中的问题,在解决我国观赏植物生产和城市绿化中新优品种缺乏的问题的同时,保证我国观赏植物产业的健康发展,提出了以下几条对策:(1)加强对我国观赏植物种质资源的收集、开发和利用,创造自己的优良品种;

(2)在引进观赏植物品种的同时要注意引进相应的先进的栽培技术;

(3)加强对引进品种的选择和改良,培育适合我国气候条件的优良品种;

(4)严格检疫制度,防范病虫害的入侵。

3遗传育种研究

3.1常规育种

3.1.1选择育种

选择是有效利用变异获得新品种的技术,它与其他育种方法紧密结合,贯穿于新品种产生的全过程。选择育种的方法包括芽变选种、实生选种、无性系选种。

(1)芽变选种

芽变是观赏植物重要的变异来源之一,如菊花、月季、郁金香、飞燕草等,其花色、花径、花型、叶色、叶形等都有非常高的芽变频率。从中选出的优良变异可通过无性繁殖保持,是选育新品种的一种简易又行之有效的手段。观赏植物中许多花彩斑、嵌合花都是质体变异产生,如天竺葵、月见草、吊兰等;花叶常春藤和欧洲女贞也是因质体突变缺绿而引起的。长期无性繁殖的木本观赏植物如梅花、牡丹、山茶常有芽变品种产生,表现为垂枝、龙游、金边、银心、跳枝等类型。从杜鹃花五宝株系和四海波系中就选育出多个双色花芽变品种。(2)实生选种

实生选种是在自然授粉所产生的种子播种后形成的实生群体中反复评选,即经单株选择育成新品种。我国菊花很早就采用实生选种。广群芳谱(1708)中记载:“明年初春,自然出苗收种,其色多变”。现有的梅花品种中约有58%来自实生选种。武汉中国梅花研究中心通过实生选种育成36个梅花新品种。中国荷花研究中心从自然杂交后代中选出新品种128个。例如从中株型、重瓣、白花的‘白碗莲’实生苗中选出了小株型、重办型的‘白花玉碗’。(3)无性系选种

无性系选种是指对那些在整体性状或某些主要性状远远超过立地条件周围的同种同龄中一株加以选择的方法。在自然繁殖或人工繁殖的情况下往往有表现优良的单株。通过评选、繁殖、对比实验,可以产生新的品系。我国有许多优良的观赏植物是通过无性系选种保留下来的。陕西榆林卧石山植物园通过无性系选种选出了臭柏、杜松、柳叶鼠李、文冠果、扁桃、刺玫、小叶白蜡、细叶小檗等优良植株。

3.1.2杂交育种

杂交育种是传统的经典的方法。是国内外创造观赏植物新品种、新类型的基本途径。我国通过人工杂交己育成荷花、碗莲、梅花、紫斑牡丹等新品种等。杂交的方法包括:

(1)品种间杂交

一般是用2个遗传性不同的品种进行杂交,然后对杂交后代进行培育和选择。创造出优良的新品种。如原产高加索的一种姆罗芍药(Paeonia mlokosewitschii)。花黄色、花期早、易结种子,将其选为母本。用不孕的优良品种‘月光’(Clair delune)的花粉与之杂交,结果将得到有繁殖力的杂种‘新月光’;黄国振以杂种荷花Mrs. Perrv D. Slocum (红千叶×美洲荷花)作亲本,自交获得世界上唯一重瓣、黄色、大花的荷花新品种“友谊牡丹莲”。从而填补了我国荷花缺少重瓣、黄色品种的空白。

(2)远缘杂交

远缘杂交能在一定程度上打破物种之间的界限,促使不同物种之间的基因交流,具有近缘杂交所不能获得的优良特性。为创造新类型或改进现有品种开辟了新的途径。马燕运用我国的蔷薇、古代月季和现代月季进行远缘杂交,培育出了耐寒、耐旱、抗病虫害、管理粗放的刺玫月季品种群。黄善武用我国的弯刺蔷薇与现代月季杂交育出了能耐-20℃的种间杂种‘大山之光’。日本京都大学(1982)以原产中国、苏丹和分布在非洲、印度、印尼等地的凤仙花属20个种进行种间杂交,培育出许多株型、花色等不同的新品种。OkazakiK(1990)为了把粉红色引入开白花的麝香百合中,采用切断花柱授粉法将其分别与红点百合、日本百合杂交,培养获得从白色到比红点百合稍浅一些的各种花色变异的杂交后代。

3.2诱变育种

3.2.1物理诱变育种

物理诱变有温度激变、机械创伤和以电离辐射为主的辐射诱变。天津园林绿化研究所对仙客来用电子处理进行辐射育种,育出了‘彩云’、‘彩虹’、‘彩蝶’系列品种。中国林科院观赏植物中心利用辐射育种技术进行水仙株型育种,己获得水仙花矮化株型。

3.2.2化学诱变育种

化学诱变主要是利用秋水仙素等化学诱变剂诱导多倍体的产生,从而产生新品种。

3.2.3航空诱变育种

航空诱变育种是继常规育种、分子生物学技术育种的又一有效的育种新途径。空间条件诱变效果比常规诱变更好,有益变异多、变异幅度大、稳定性强,大大缩短了育种周期。中国科学院遗传研究所自1987年以来,先后将一串红、鸡冠花、矮牵牛等27种观赏植物种子送入太空,这些观赏植物种子出现了许多地面上无法获得的变异。一品红矮化性状明显,花期长、分枝多、花朵大;原本红色的矮牵牛出现了花色相间、一株上长出不同颜色的花朵;三色堇花色变为浅黄色,花期更长。

3.3现代分子生物学在观赏植物育种中的运用

3.3.1基因工程

20世纪80年代以来,基因工程技术应用到高等生物的物种改良和新品种的培育上,为观赏植物花色的基础研究和品种选育带来了新的思路和途径。它可以导入控制某种(些)性状的基因扩大其基因库,可以定向修饰观赏植物的某个(些)性状而不改变其原有性状,因此可在保持原有性状的基础上,改变观赏植物的花色,甚至创造该物种所不具有的花色。在较短时期内培育出稳定遗传的新品种、新类型。

3.3.2细胞工程

通过原生质体融合和体细胞培养的方法产生杂种细胞,进而把这些杂种细胞人工培养成杂种植株,可选育出新品种。Matthews(1991年)采用黄刺玫的杂交种进行原生质体培养,获得再生植株。Power等(1977)用矮牵牛和拟矮牵牛(Petunia porodii)进行体细胞杂交获得杂种,目前,在矮牵牛、悬铃木、补血草、郁金香等100多种观赏植物的原生质体再生植株获得成功。

3.3.3离体培养

观赏植物体细胞无性系变异是继有性杂交和诱发变异之后,创造遗传变异的又一个来源,其中有的变异可作为观赏植物育种的遗传资源,有的则可以直接育成新品种。离体培养中,高浓度的激素可诱导愈伤组织发生变异。Vajrabhaya对石斛兰的205株再生植株进行检查,发现有5株是四倍体。体细胞无性系变异不仅发生的种类品种较多,而且变异性状的类型比较广泛,几乎所有的观赏植物在离体培养中都存在着不同程度的变异,其变异性状以花色、花期、叶色、株型等观赏性状为主。

3.4观赏植物种质鉴定

园艺植物的品种鉴定有许多方法,从直观的形态学、孢粉学、细胞学方法到微观领域的生化指纹图谱都可以用来进行品种鉴定,鉴定方法的选择在某种程度上依赖于所需鉴定工作的具体要求。上世纪70年代以前,形态学鉴定是主要的检测方法,在品种鉴定和纯度分析上起到很重要的作用。目前,在观赏植物种质鉴定中研究和应用比较多的是生化指纹图谱。

3.4.1形态学方法

最早的品种鉴定以形态学为基础,其特点是以植物的外部形态特征为依据,如:株高、枝姿、叶形、花型、花色、果形、果重、种子等等。为了使形态特征的描述具有可比性,国际植物遗传资源专家编制了多种植物的描述记载标准和方法。中国园艺工作者予以借鉴,编制了适合中国情况的多种园艺植物的品种资源描述记载项目评价标准,如梅花二元分类系统(陈俊愉)、桂花(刘玉莲,向其柏,2000)等。

当品种数量少、形态差异明显时,形态标记简单、直观,因此,长期以来栽培植物的品种资源鉴定包括园艺品种的国际登录通常都是采用此类标记。但是,形态标记数量少,遗传表达有时不太稳定,易受环境及基因显隐性的影响,使其在品种中的应用受到限制,当品种数量超过1000,记录特征项超过100时,这些方法就显得力不从心。由于观测、描述等方面的人为偏差,使形态学标记鉴定技术难以在现代纷繁复杂的杂交品种鉴定中独自担当主角,而且形态学标记由于标记数量的限制,已明显跟不上对越来越多的园艺品种进行鉴定的要求。

3.4.2孢粉学方法

花粉的形态特征受基因型控制,更少受外界条件影响,是探讨植物起源、演化及亲缘关系的重要特征之一。花粉形态结构的数据正逐渐成为植物系统学研究的一个不可缺少的组成部分(陈因硕,1992)。花粉形态特征影响到许多植物种、属、科的重新划分,如将芍药属植物从毛茛科分离出来便有花粉形态研究的支持(席以珍,1984)。近10年来,许多学者在应用孢粉学方法进行园艺植物品种种质资源鉴定方面做了许多有益的尝试,已经对枣(李树林,1987)、果梅(褚孟嫄,1988)、蔷薇类(马燕等,1991)、梅花(包满珠,陈俊愉,1992)、菊花(M. Endo,1990;王四清,1993)、荚蒾属(凌古平等,1995)、锈线菊(谢英渤,2000)等等。

大量有关栽培植物品种花粉形态的研究认为花粉形态可以作为品种分类和鉴定甚至是无性系鉴定的依据(Ahmedullah,1983; Matusuta,1989; 彭建营,1991; 刘庆华,1998;张西丽等,2000),然而也有人持不同的意见(徐宏汉等,1989)。

植物花粉形态的所具有的稳定性和保守性,为高级分类单位(科、属、种)的研究提供了有价值的分类信息,而品种间的差异并不一定能在花粉形态上完全体现。在探讨栽培品种分类时,单纯依靠孢粉学资料就不免带有片面性,获得的结果容易产生偏差,因而其用于品种分类的价值是有限的。不同的制样方法对花粉粒的形状有一定的影响,即使同一品种内花粉粒之间也存在个体差异,所以如果仅以个别花粉性状的差异作为分类鉴定依据有时并不可靠,必须结合其它指标进行综合考察(陈学森,1992;方从兵等,2000)。

3.4.3细胞学方法

细胞学方法是从20世纪30年代起兴起的一种利用染色体数目、核型、带型、减数分裂的行为分析等进行植物分类的方法。随着分带、细胞原位杂交等新技术的应用,染色体水平上揭示出了更多的遗传多样性。特别是多倍体在园艺植物育种和生产中显示出特殊重要性,使得该技术在园艺植物遗传多样性研究及品种鉴定技术中成为有效方法之一。已在苹果(俞宏,1985)、猕猴桃(姚家龙,1988;何子灿,1998)、梅花(黄哲,1989;黄燕文,1995)、百合属(劭建章,1994)、金钱松属(李林初,1994)、草莓属(葛会波,1997)、牡丹(李思锋等,1989)、羽叶点地梅属(孔宏志,1999)、等几乎所有常见的园艺植物上都进行了研究。

由于染色体制片技术和分辨率的限制,核型分析应用于品种鉴定技术还有一定的难度,比如王然等(1992)对蔷薇科若干种核果类植物的核型分析,认为属的特异性不甚明显;陈学森等(1996)对中国银杏品种的研究表明银杏5大类50个品种其核型基本一致。对于大多数具有小染色体和结构差异较小的园艺植物来说,核型分析还不足以达到进行品种鉴定的要求。但是随着各种新技术的发展和应用,细胞学方法在将来可能会成为园艺植物品种资源鉴定的一个有效手段(宋婉,续九如,2000)。

3.4.4生化指纹图谱

生化指纹图谱(Biochemical Fingerprint map)包括贮藏蛋白电泳指纹图谱和同工酶电泳指纹图谱。蛋白质和酶的组成是由遗传因素决定的,不受环境的影响,其组分上的差异可以反应出基因性的不同,因而可作为品种的“生化指纹”。通过蛋白和同工酶电泳表达的指纹图谱简便快速,通常只需1~2天就可完成品种检测工作,而且产生的指纹图谱分辨率高、重复性好,可以被广泛采用。

包括:贮藏蛋白电泳指纹图谱、同工酶电泳指纹图谱、DNA指纹图谱等。

(1)贮藏蛋白电泳指纹图谱

蛋白质作为基因的直接稳定产物,能反应生物DNA组成上的差异,作为品种鉴定的蛋白质首先必须在品种间有丰富的多样性而且容易检测出来。最广泛的用于种质鉴定的蛋白是种子贮藏蛋白。

在一些重要作物上,许多国家已建立起了种子蛋白指纹图谱数据库(Draper S R,1987)。在果树上,朱立武(1988)肯定了柑橘叶片蛋白质电泳带型的种间差异和种子蛋白质种以下分类群间的差异。蛋白质电泳图谱技术在大白菜(崔洪昌,郑晓鹰,1993)、泡桐(FAN Guo-qiang,2001)等许多园艺植物上得到应用。

一般认为,目前采用的高效液相色谱法对品种种子蛋白的水溶性蛋白进行色谱分离,根据不同品种由大小不同的主要色谱峰组成的“指纹”图谱,可以很容易将各品种区别开。(2)同工酶电泳指纹图谱

同工酶谱差异主要是由决定酶蛋白本身的等位基因或非等位基因的差异造成的。同工酶有较丰富的变异类型,可以用作品种的指纹图谱,并广泛应用于许多作物的品种鉴定(刘华,1993),已成为目前园艺植物品种鉴定、雌雄株鉴别、研究系统与演化的一项重要手段。目前几乎涉及到所有种类的园艺植物,多种酶系统在枣(王秀伶,1999)、杏(郭秀婵,1998)、葡萄(Vidal.J.R.1998)、果梅(褚孟嫄1988)、梅花(汪祖华,1991;包满珠,陈俊愉1993;汪诗珊,1995)、龙眼(李建光,1997)等种类的品种分类中开展了研究。

同工酶标记相对于形态学标记来说是一大进步,但是这种标记同时又具有一些缺陷,如多态性偏低、结果不稳定、具有组织特异性和阶段特异性等等,使同工酶在指纹图谱研究中受到限制。

(3)DNA指纹图谱的研究概况

DNA指纹图谱直接反映DNA水平上的差异,是当今最先进的遗传标记系统之一。DNA 指纹图谱技术与上述的技术相比具有以下优势:

①直接以DNA的形式表现,在植物的各个组织、各个发育阶段均可检测;

②多态性高,自然存在着许多等位变异,不需要创造特殊的遗传材料;

③酶切位点遍布整个基因组,遗传稳定;

④表现为“中性”,即不影响目标性状的表达,与不良性状无必然的连锁;

⑤有许多标记表现为共显性(codominace),能够鉴别出纯和基因型与杂和基因型,提供完整的遗传信息。

DNA分子标记可以弥补和克服在种子纯度的形态学鉴定及同工酶、种子蛋白电泳鉴定中的许多缺陷和难题,可作为传统品种鉴定方法的有益补充和发展。

目前,植物研究中较常用的指纹图谱主要有限制性片断长度多态性(restriction fragment length polymorphism,简称RFLP)、随机扩增多态性DNA(randomly amplified polymorphism DNA,简称RAPD)、微卫星DNA(microsatellite DNA,又叫simple sequence repeats,简称SSR)、扩增片断长度多态性(amplified fragment length polymorphism,简称AFLP)等。

RFLP是Grodzicker于1974年发明的,从上世纪80年代起开始应用于植物上,如玉米和番茄(Helentjaris等,1986),之后其它作物中的RFLP研究相继开展。到目前为止,RFLP已在许多植物的品种鉴定和纯度检测上得到应用。Smith(1991)利用RFLP技术使78个用同工酶蛋白电泳技术很难以区分的美国玉米杂交种和自交系得到快速的、方便的鉴定。Vacino(1993)等人利用RFLP技术将54个意大利普通小麦品种区分开。谭文澄等(2000)在对兰属和石槲的研究中,利用此方法得到具个体特异的DNA指纹图,以区分品种。王华忠(1998)对甜菜属近缘野生种和栽培种共12个材料进行了RFLP分析,结果表明了利用RFLP 分子标记技术可以准确地鉴定和识别品种或品系间的特异性。

RFLP指纹技术重复性好、共显性、不受植物生长发育阶段的影响,但RFLP需要的DNA 量较大,检测方法较为繁琐,周期长,多态检出效率低,能提供的信息有限。因而RFLP在植物图谱中的应用受到一定的限制。

RAPD是由Williams等1990年发展起来的一种分子标记技术,相对于RFLP来说比较简单,DNA用量较少,容易掌握,检测灵敏、方便,多态性强,因而在品种鉴定和纯度分析得到广泛应用。陈新露等(1995)用RAPD技术证明了6个丁香(Syringa)品种是同一品种不同无性系。林伯年等(1999)对杨梅属植物的24个材料进行了RAPD带型及聚类分析,结果证明RAPD技术可作为种级水平的分类鉴定依据。周岐,王章荣(2001)利用RAPD分子标记技术对31个杂种马褂木无性系的研究,成功地对各无性系进行了区分。此外,利用RAPD 技术在杏(Gogorcena Y等,1994)、龙眼(林同等,1998)、菊花(戴思兰)、荔枝(丁晓东等,2000)、梅花(刘青林等,1999)、金银花(石俊英等,2001)、柑橘(Sugawara K 等,1995)、枣(宋婉,1999)、芍药(郭先锋,2003)、葡萄(张立平,1998)等进行品种鉴定和亲缘关系的分析,均取的了良好的效果。

RAPD技术由于是显性标记,不能区分杂合和纯合基因型。更重要的是,RAPD检测受反应条件的影响很大,重复性低,因而使RAPD在指纹图谱中的应用受到一定限制。

微卫星DNA(Microsatellite)又称为简单重复顺序,是由几个核苷酸(2~5个)为重复单位组成的长达几十个核苷酸的重复序列。由于每个SSR两端的序列多是相对保守的单拷贝序列,因而可根据其两端的序列设计特异引物进行扩增。根据扩增产物长短的变化显示不同基因型的个体在每个SSR位点上的多态性(Litter &Luty,1989)。SSR具有RFLP的遗传学优点,又比RAPD重复性和可信度高。目前已广泛应用于玉米(Senior & Heun,1993)、大豆(Morgante & Olivieri,1993)、水稻(Wu & Tanksley,1993)、芸苔属(Lagercrantz等,1993)、葡萄(Sefc.K.M,1998)、番茄(Brown,P.,1997)、桃(Cipriani,G.,1999)等植物研究中。SSR标记可用于鉴定种、特异自交系、品种和杂种。Olufowote等(1997)用6个SSR就区分

出了71个栽培水稻的相关品种。Russell等利用4个SSR组成的3个不同组合区分24个大麦品种,错误率仅为千分之一。

扩增片段长度多态性AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism), 是由荷兰科学家Zabeau和Vos于1992年发明的一种检测DNA多态性的新方法。该项技术结合了RFLP的稳定性和RAPD的高效性的特点。其基本原理是:DNA经内切酶酶切后, 片段的末端连接上一个接头,随后经一个与接头和连接酶切位点相匹配的引物进行扩增,变性聚丙烯凝胶电泳分离扩增产物。

AFLP要检测的多态性是酶切位点的变化或是酶切片断间DNA序列的插入和缺失,本质上与RFLP一致。AFLP综合了RFLP和RAPD优点,多态性强、结果稳定、重复性好,被认为是迄今为止最有效的分子标记方法(Vos P, Hoger R,1995;Cho Y G,Blair M W,1996)。不管所研究的基因组多复杂,从理论上讲,用AFLP方法都可以检测出任何DNA的多态性。与其它分子标记相比,AFLP具有以下特点:

第一,具备其它分子标记技术的特点,不受环境影响。

第二,基于PCR反应、模板DNA需要量少,并对模板浓度变化不敏感。

第三,比RFLP和RAPD能提供更多的多态性,每一次AFLP反应就可以产生50~100条DNA片断,因此可以在较短的时间内发现不同基因组之间的关系。这对于识别DNA的多态性十分有效,而且非常适合绘制指纹图谱及进行分类研究。

第四,不需要进行探针准备、Southern印迹分子杂交,也不预先知道DNA的顺序信息,稳定性、重复性强。

第五,分辨率极高。因其在聚丙烯酰胺凝胶上进行分离,其分辨率可达1bp。

目前,AFLP技术不仅运用于小麦、水稻、玉米、大豆等主要农作物上,而且在蔬菜(番茄、马铃薯、黄瓜等)、林木(垂枝桦、辐射松、橡胶、小黑杨等)、果树(芒果、荔枝、枣等)等也得到广泛运用(翁跃进,1996)。AFLP产生的多态性远远超过RFLP、RAPD技术等,因而被认为是指纹图谱技术中多态性最丰富的一项技术。

总之,中国具有世界上得天独厚的资源优势,引种驯化工作世代延续且成果丰硕,遗传育种手法日趋多样化,新的植物材料层出不穷。分子生物学的介入,增添了新品种的技术手段,园林植物在城市绿化中的作用日渐丰富,作用日益突出,功能发挥凸显无遗,同国际先进水平相比虽差距巨大但超越有期。

果树种质资源

果树资源与利用 一、基本概念 1.种质:是决定生物遗传性状,并将遗传信息从亲代传给子代的遗传物质。 2.种质库:又叫基因库,是以种为单位的群体内的全部遗传物质,它是由许多个体的不同基因所组成 的。通常指为开展利用果树种质资源而专门设立的种质保存场所。 3.果树种质资源:是指果树种质在一个国家、一个地区的存在状况。 4.果树种质资源学:是研究果树植物分类、起源与演化、种质考察与搜集、种质保存、种质评价与鉴 定及种质利用的科学。 5.果树传播:是在人类活动参与下,将其从某地迁移到另外地方的一种现象。 6.就地保存:是指在果树种质资源原来所处的自然生态环境中采取措施,来加以保护和保存果树种质 资源。 7.迁地保存:是指把果树种质资源从其原产地或次生地整株迁离,移栽到种质资源圃、品种圃或原始 材料圃等圃地来加以保护和保存。 8.离体保存:是指在适宜的条件下,利用种子、花粉、分生组织、根和茎等组织器官来保存种质资源。 9.野生果树种质资源:是指自然野生的,未经人们栽培的野生果树。 10.种质资源描述规范:就是建立以种和品种为单位的种质资源名录或记载项目规范。 11.实生核桃:指采用种子繁殖所生产的核桃坚果。 12.出仁率:核仁重占坚果重的比率。 1. 种质是决定生物遗传性状,并将遗传信息从亲代传给子代的遗传物质的载体。 可以从两方面来理解:一方面它决定生物的遗传性状,另一方面它能在亲代与子代之间遗传。种质可以是种内一个群体基因的总称,也可以是一个植株或是某个器官——如根、块茎、胚芽组织以及花粉、细胞,甚至可以是染色体的核酸片段。种质资源的丰度是通过其遗传多样性来衡量的。 一种栽培植物的种质资源包括:主栽品种、地方品种、野生种、近缘野生种、育种材料。 2. 果树种质资源学研究的内容: 1)起源与分布:即研究现代果树的原生地及其古今分布范围。对于果树种质资源的引种利用有着十分重要的作用。 2)演化与传播:包括研究过去野生种演变为当今栽培果树的过程,以及野生果树种类之间的进化关系等。牵涉到资源的进一步分类等问题。 3)资源的分类:是按照某种属性对不同果树资源进行一定的分类处理,是资源进一步研究利用的开始。 4)收集与保存:有效地收集与保存已有的果树种质资源,不但可以防止种质流失,而且有利于集中研究和利用。收集包括收集对象的选择和收集时期;保存主要是保存方法的研究。 5)资源的评价与利用:评价是利用的基础,同时本身又对资源的收集保存起着一定的反馈指导作用。利用是资源研究的最终目标。 3. 果树资源的研究方法 1)历史考古法;2)资源调查法;3)观察记载法(度量法、比重法、归类法);4)试验法(田间试验、实验室试验 第一章果树的起源、演化与传播 第一节果树的起源 一、果树起源论 1.进化论:达尔文《物种起源》指出,各种生物都有共同的起源,现代栽培植物是古代野生植物经人 工选择栽培,发生深刻变化而来,为研究起源指明了方向,即从野生种类,探寻栽培植物的起源。 2.果树起源中心论:德坎道尔《栽培植物考源》指出栽培植物应有起源中心,瓦维洛夫把德坎道尔、 达尔文和孟德尔的方法与学说融为一体,提出了著名的植物八大起源中心或基因中心理论。茹可夫斯基《栽培植物及其演变中心辞典》,总结了世界各国学者考究、发现和报道的栽培植物及其野生近缘种,并按科、属、种拉丁名名称的字母排序。 第二节果树的演化

观赏植物种质资源的研究

观赏植物种质资源的研究 1.1 中国观赏植物对世界园林的贡献 中国被西方国家称为“世界园林之母”,从十六世纪开始,西方国家就到中国采集植物标本,在1839~1938年的一百年的时间内,西方国家从中国引走了数千种植物,目前,仅爱丁堡植物园就保存了中国原产的植物1500多种,我国观赏植物能够在世界园林中确立如此高的地位,主要有以下几个方面的原因:①世界上许多著名的观赏植物为我国特产,如山茶花(Camellia japoica)、金花茶(Camellia chrysantha)、牡丹(paeonia suffructicosa)、银杏(Ginkgo biloba)、珙桐(Davidia involucrata)、金钱松(Pseudolarix amabilis)、银杉(Cathaya argyrophy-lla)、白豆杉(Pseudotaxus chienii)、水松(Glyptostrobus pensilis)、台湾杉(Taiwania cryptomerioides)、水杉(Metasequoia glyptostnobcides)、蜡梅(Chimonanthus praecox)、七子花(Heptacodium miconioides)、喜树(Camptotheca acuminata)、青檀(Pteroceltis tatarinowii)、连翘(Forsythia suspensa)、猬实(Kolkwitzia amabilis)等等;②世界上许多重要观赏植物的分布中心在中国,如槭属、山茶属、百合属、石蒜属、含笑属、木犀属、丁香属、报春属、竹类植物、兰科植物、蔷薇属等;③世界许多重要观赏植物品种的形成都离不开中国植物,中国的月月红和香水月季是现代月季最重要的亲本,没有中国的月月红就没有周年开花的现代月季,没有中国的香水月季就没有现代月季的芳香气息;中国的高山杜鹃(Rhododen-dron)是形成杂种常绿阔叶杜鹃的亲本,英国人常说“没有中国的杜鹃花,就没有英国的园林”;中国的金花茶是培育黄色茶花的亲本;其它著名的种类还有报春属、兰属、绣线菊属、落新妇属等。 1.2我国观赏植物种质资源的概况 我国是世界上植物资源最为丰富的国家之一,全世界有植物种类约30万种以上,我国有3万多种植物,约占1/10,其中苔藓植物106科,占世界科数的70%;蕨类植物52科,2600种,分别占世界科数的80%和种数的26%;木本植物8000种(包括种、变种、变型和栽培种),其中乔木约2000种。全世界裸子植物共12科71属750种,中国就有11科34属240多种。针叶树的总种数占世界同类植物的37.8%。被子植物占世界总科、属的54%和24%。 经过近30年的调查和研究,我国观赏植物资源基本搞清,全世界观赏植物约有3万种,常用的约6000种;我国原产的观赏植物约1~2万种,常用的约2000种。 1.3观赏植物种质资源的收集和保护研究 观赏植物种质资源的传统保存方法主要有原地保存和异地保存两种,超低温保存和核心种质构建是近年才开始的新技术。 1.3.1原地保存(conservation in situ) 指将种质资源在原生地进行保存,又称就地保存。设立植物种质资源原地保存区是主要形式,目前,全国各地建立的各种类型自然保护区、国家公园、自然地理标识、生境/物种保护区、景观/海景保护地、自然资源保护地等都属于这种类型。 1.3.2异地保存(conservation ex situ) 指将种质资源迁移出原生地栽培保存,又称迁地保存。异地保存的主要形式有国家和地方建立的植物种质资源库、植物良种基地收集区(圃)、植物园、树木园及种子资源贮藏库等。 1.3.3超低温保存(cryopreservation) 是指将植物活体材料在超低温条件下(-196℃)长期保存,待需要的时候将其恢复到常温状态,并确保其正常生长的一套技术。种质资源低温保存(cryopreservation)是由cryo 和preservation组成,从词义看,低温所涉及的温度范围是不确定的。习惯上,人们将-80℃以下的低温称为超低温,干冰温度(-70℃)称为极低温,低温则从4℃往下推(李广武等,

举例说明我国丰富的花卉资源及在花卉育种中的作用

举例说明我国丰富的花卉资源及在花卉育种中的作用第一篇 我国幅员辽阔,地跨寒带、温带、亚热带、热带四个气候型,自然生态环境复杂,形成了世界上最大的植物种质资源库。据植物学家统计,全国有近3万种高等植物,已栽培的花卉植物,初步统计原产于我国的约113科525属,其中将近100属半数以上的原种原产于我国。例如杜鹃花属植物,约81%原产于我国;报春花属植物,约78% 原产于我国;龙胆花属植物,约58%原产于我国;山茶花属,约89% 原产于我国;兰属植物,约62.5%原产于我国;菊属植物,约70%原 产于我国;蔷薇属植物,约67%原产于我国;百合属植物,约51%原 产于我国。有些属在我国所产数虽然不及半数,但却具有很高的观赏价值,如乌头属、银莲花属、楼斗菜属、唐松草属、构兰属等。 特有珍稀种类丰富 远古的中国,气候一直比较温暖,植被也十分茂盛。到第四纪冰川时,由于中国地形复杂,使中国没有直接受北方大陆冰盖的破坏,基本上保持了原来比较稳定的气候,从而使植物资源十分丰富。北半球其他地区早已灭绝的一些古老子遗植物,在中国一直被保存下来,成为中国特有的珍稀植物,如银杏属、金钱松属、银杉属、木兰科的观光木属、腊梅科的S腊梅属、山茶科的金花茶属、百合科百合属、兰科兰属等中均有许多特产珍稀种类。 对世界园林的贡献大 我国是世界上最早种花的国家之一,野生花并驯化历史源远流长,

栽培技术精湛,为世界各国的花卉业做出了重要贡献。早在公元5世纪,荷花经朝鲜传人日本,从公元8世纪开始,梅花、牡丹、芍药、菊花、茶花等相继传人日本。从公元16世纪开始,各国植物学家纷 纷来华,在我国云南、四川、西藏、甘肃、陕西、湖北等地采集花卉资源。从19世纪初开始有大批欧美植物学者来华搜集花卉资源。100多年来,仅英国爱丁堡皇家植物园栽培的原产我国的植物就达1500种。从1899年开始,亨利·威尔逊受英、美委托,先后5次来我国 收集花卉资源,历经18年收集乔灌木达1200种,标本6.5万份。从1904年开始,英国的植物学家乔治·福礼士(George Forrest)先 后7次来华,共采集3万份植物标本、数百袋种子和地下茎运回英国种植,仅杜鹃花就引走了309种,大大丰富了英国园林景观。西方园林中的许多重要花卉都有来自我国的野生观赏植物血统。现代丰富的月季含有来自我国的月月红、月月粉、硫黄香水月季、淡黄香水月季等蔷薇属植物的血统。现代百合品种,约含有原产于我国的10种百 合血统。 二、保护与开发利用我国丰富的野生观赏植物任务十分紧迫我国野生观赏植物资源异常丰富,但没有得到充分保护和发掘利用。表现在:我国许多重要的野生观赏植物资源在不断遭到流失或破坏例如,前一段时间兴起的兰花热,诱使许多农民上山采挖野生兰花植物资源,使我国野生兰花资源遭到了极大的破坏。 我国没有充分挖掘利用丰富的中国野生观赏植物资源例如,我国百合属植物占全世界百合植物一半以上,但至今我国没有培育出具有

关于野生观赏植物资源分析

关于野生观赏植物资源分析关键词:野生观赏植物资源;开发利用;引种驯化;驯化原理 摘要:在分析野生植物资源开发现状的基础上,提出了应遵循引种驯化的基 本原理及园林运用中应注意的问题,能为野生观赏植物的开发和利用提供指导。 我国地大物博,野生观赏植物资源极其丰富,高等植物约3万种,有观赏价 值的园林植物达6000种以上。我国不仅原产观赏植物种类繁多、品质优良,而 且观赏植物栽培有极其古老的历史,早在公元前11至公元前7世纪的西周,我 国劳动人民已在园圃中培育花木了。尽管如此,在我国城市绿化中,应用的植物 种类并不多。而且,除了生境条件极特殊的区域,如热带、寒带或干旱地区外, 全国大多数城市的绿化没有很明显的区别,植物材料单调、雷同,造成千城一面 的状况,这与植物资源大国的地位极不相称。 1野生观赏植物资源的开发现状 1.1家底不清,保护不力 我国丰富多彩的观赏植物种质资源尚未得到系统、全面的调查研究,即资源 家底还未摸清。目前,不论野生还是栽培的园林植物种质资源,均由于多种原因 而面临许多种类散失和濒于绝灭的严重威胁。野生的如兰属和金花茶系的某些种、变种、变型,栽培的如凤仙花品种,均为最突出的例证[1]。因此,进一步开展 资源考察,摸清家底,加强保护是当前的一项迫切任务。 1.2科技落后,盲目引种 ①我国野生观赏植物资源虽很丰富,但大量可供观赏的种类却久居深山无人问,仍处于野生状态,未被开发利用;另一方面,我国育种水平还相当落后,如 我国是山茶属的起源和分布中心,有不少优良茶花的传统品种和新品种,但与美国、日本、新西兰等茶花育种发达国家相比差距极大,现国际茶花协会登录的品 种达2.2万个,而我国山茶栽培品种仅300多个,云南山茶140多个。②有盲目

植物种质资源了解植物种质资源的最新研究进展

植物种质资源了解植物种质资源的最新研究 进展 植物种质资源的最新研究进展 植物种质资源是指自然界中存在的植物物种,包括其形态、生理和 基因信息。对植物种质资源的了解和研究可以为农业、食品安全、药 物研发等领域提供重要的支持和指导。近年来,随着科学技术的不断 进步,植物种质资源的研究逐渐深入,取得了一系列的新突破和进展。本文将介绍植物种质资源的最新研究进展。 一、植物种质资源的遗传多样性研究 植物种质资源的遗传多样性是指植物物种内部和物种之间因基因组 的差异而产生的多样性。在过去的研究中,通过采集植物样本,提取DNA,并利用分子标记等技术手段进行遗传多样性分析。然而,这些 传统的研究方法受限于样本数量和分析技术的限制,无法全面准确地 评估植物种质资源的遗传多样性。 近年来,随着高通量测序技术的广泛应用,植物种质资源的遗传多 样性研究取得了重大突破。研究人员可以通过全基因组测序和基因组 重测序等方法获取大规模的遗传数据,并利用生物信息学等手段进行 深入分析。这些技术的应用,有助于揭示植物种质资源的遗传多样性 分布、演化历史和遗传结构,为植物资源保护和利用提供科学依据。 二、植物种质资源的功能性研究

植物种质资源不仅仅是农作物的基础,还具有多种功能性。近年来,对植物种质资源功能性研究的关注度逐渐增加。功能性研究主要涉及 植物物种的次生代谢产物及其生物活性、抗逆性、抗病性等方面。 在功能性研究领域,高通量筛选技术的发展为研究人员提供了新的 途径。通过高通量筛选技术,可以快速有效地对大量植物样本进行筛 选和评估,挖掘具有特殊功能性的物种或基因,并找到适应特殊环境 和抗病虫害的基因资源。功能性研究的深入,有助于揭示植物种质资 源的内在价值,为农业发展和药物研发提供新的思路和方向。 三、植物种质资源的保护和可持续利用 植物种质资源的保护和可持续利用是当今社会亟待解决的重要问题。保护植物种质资源不仅仅是维护生物多样性的需要,也是保障人类食 品安全和生态平衡的基础。同时,植物种质资源的可持续利用,可以 为农业生产提供新的材料和方法,推动农业科技的创新和发展。 目前,植物种质资源的保护和可持续利用面临着多方面的挑战。其中,法律法规和政策的制定是关键一环。各国政府应加强对植物种质 资源的保护和管理,建立健全的法律框架和管理体系。此外,科学研 究机构和植物种质资源库也应加强合作,共享资源和信息,推动保护 和可持续利用工作的推进。 总结: 随着科学技术的不断发展,植物种质资源的研究进展迅速,并在多 个领域取得了重要突破。对植物种质资源的遗传多样性研究、功能性

湖北省枫杨种质资源的收集及遗传多样性分析的开题报告

湖北省枫杨种质资源的收集及遗传多样性分析的开题报告 一、研究背景与意义 枫杨是一类生长在中国长江流域地区的植物,具有重要的经济值和生态价值。枫杨品种繁多,但许多品种已处于濒危状态。因此,对枫杨种质资源的收集和遗传多样性分析具有重要的意义。 首先,收集枫杨种质资源有助于保存和开发该物种的遗传资源。遗传资源是各种生物的遗传基础,对物种的保护、改良和利用具有重要的意义。枫杨品种的收集可以保存物种的遗传资源,为后续的分析和利用提供基础。 其次,分析枫杨的遗传多样性可以帮助我们了解枫杨种群的演化和适应性。通过DNA分析、RAPD等技术,我们可以探究不同品种间的遗传差异和遗传多样性,从而理解物种的演化和适应性,为其保护和利用提供理论基础。 最后,枫杨资源的开发和利用对于促进中国长江流域地区的经济和生态建设有着重要的意义。枫杨种植有利于恢复生态环境,提升白领质量,提高经济效益。因此,对枫杨种质资源的收集和遗传多样性分析有助于有效利用该物种的经济和生态价值。 二、研究目的和内容 本研究旨在对湖北省枫杨种质资源进行收集和遗传多样性分析,为该物种的保护和利用提供基础。 具体研究内容包括: 1. 枫杨种质资源的收集和鉴定 通过对湖北省范围内的枫杨种植区域进行实地调研,收集各类枫杨种质资源,建立种质资源库,并对其进行鉴定和分类。 2. 枫杨遗传多样性分析 通过分子生物学技术,如RAPD、ISSR、AFLP等,对不同枫杨品种进行遗传多样性分析,获取种间遗传差异和变异情况,并建立其遗传多样性图谱。 3. 枫杨资源开发和利用 将收集到的枫杨种质资源进行育种和选优工作,探究其在木材利用、景观园艺、生态治理和能源开发等方面的应用效益。 三、研究方法

植物种质资源学研究植物种质资源的收集保存鉴定利用等科学

植物种质资源学研究植物种质资源的收集保 存鉴定利用等科学 植物种质资源学是研究植物种质资源的收集、保存、鉴定和利用等科学。植物种质资源是指广义上所有与植物相关的物质,包括种子、细胞、组织和器官等。这些资源对于人类的生存和发展具有重要的经济、生态和社会价值。本文将从收集、保存、鉴定和利用四个方面介绍植物种质资源学的研究内容。 一、收集植物种质资源 植物种质资源的收集是植物种质资源学的重要环节。植物种质资源广泛分布于全球各地的不同生态系统中,包括陆地、海洋和淡水等环境。科学家和植物学家通过实地考察和采集,收集各类植物的种子、细胞、组织和器官等样品。在收集过程中,应严格按照规定的采集方法和技术要求进行操作,确保样品的完整性和可靠性。 二、保存植物种质资源 植物种质资源保存是指将采集到的植物样品进行保存和长期维护的工作。保存植物种质资源的目的是为了保护和维持植物遗传多样性,以及为后续的科学研究和利用提供可靠的材料基础。目前,保存植物种质资源的方法主要有冷冻保存、干燥保存和液氮保存等。其中,液氮保存是目前保存植物种质资源最常用的方法之一,能够有效地延长植物样品的保存寿命。 三、鉴定植物种质资源

鉴定植物种质资源是指对采集到的植物样品进行形态、生理和分子 等方面的鉴定和确认工作。通过鉴定,科学家可以确定植物的分类地位、系统发育关系和遗传特征等。鉴定植物种质资源的方法主要包括 形态学鉴定、生理学鉴定和分子生物学鉴定等。近年来,随着分子生 物学技术的发展,分子鉴定方法在植物种质资源学中得到了广泛应用,能够提高鉴定的准确性和可靠性。 四、利用植物种质资源 利用植物种质资源是植物种质资源学研究的重要目标之一,也是植 物种质资源的核心价值所在。植物种质资源的利用可以包括农业生产、药物研发、新品种选育、环境修复和生态保护等方面。通过对植物种 质资源的深入研究和利用,可以为人类的食品安全、健康医疗和环境 可持续发展等提供重要支持。 综上所述,植物种质资源学研究的内容主要包括植物种质资源的收集、保存、鉴定和利用等方面。通过科学的方法和技术手段,我们可 以更好地了解和利用植物种质资源,为人类的生存和发展做出更大的 贡献。在未来的研究中,我们还需要进一步发展和完善植物种质资源 学的理论和方法,推动植物种质资源的保护与利用工作不断取得新的 进展。

园林育种学试述种质资源调查和收集应注意的问题

园林育种学试述种质资源调查和收集应注意的问题 1、园林植物育种学的具体内容。 答:园林植物育种学的具体内容主要有:育种对象的选择,育种目标的制定以及实现目标的相应策略;种质资源的调查、收集、保存、评价、创新和利用的方法;目标性状的遗传分析、鉴定、标记和选育的原理与方法;人工创造变异的途径和方法;杂种优势的利用途径和 方法;育种不同阶段的试验技术;新品种审定、登录的程序和方法、品种保护措施;品种推广和繁育的程序的方法。 2、园林植物育种目标的制定一般原则。 (1)长远目标与近期目标相结合 (2)因地制宜,切实可行 (3)重点突出,兼顾一般 (4)明确选种的具体性状及其指标 (5)注意不同类型品种的合理搭配 3、如何制定园林植物的育种目标。 答:园林花卉主要是以其优良的观赏品质被人们所喜爱,观赏品质是花卉育种的首要目标,包括花型、花色、叶形、叶色、株型、芳香、彩斑等;随着花卉生产的发展,抗性育种已成为花卉育种的一个重要目标,包括抗病、抗虫、抗寒、抗旱、耐热、耐盐碱、耐贫瘠、抗污染等;延长花期、培育适宜切花生产的品种、培育低能耗品种也已成为园林花卉的育种目标。 ①本地品种资源:对当地自然和栽培条件具有高度的适应性和抗

逆性,取材方便。 ②外地种质资源:反映了各自原产地的自然和栽培特点,具有不同的遗传性状。 ③野生种质资源:具有高度的适应性和抗性基因,但经济性差。 ④人工创造的种质资源:具有某些特殊性状的基因。 5、简述园林植物种质资源保存的主要方法以及各自的特点。 ①就地保存:保存原有的生态环境与生物多样性,保存费用较低;但易受自然灾害。 ②异地种植保存:基因型集中,比较安全,管理研究方便;但费用较高,基因易发生混杂。 ③种子低温保存:种子容易采集、数量大而体积小,便于贮存、包装、运输、分发,但无性繁殖植物及顽拗型种子不易保存。 ④离体试管保存:大大节约土地和劳力,繁殖系数高,可免除病毒感染,超低温保存可长期保存种质。 6、引种成功的标准是什么?北种南移时的注意事项有哪些? 引种成功的标准:与原产地相比,不需要特殊的保护能够露地越冬或越夏而生长发育良好;没有降低原来的经济或观赏价值;能够用 原来的繁殖方式进行正常的繁殖;没有明显或致命的病虫危害。 北种南移注意事项:适当提早播种,增加植株生长量,提高引入植物的抗热能力;适当稀植;增加施肥和灌水,延迟其封顶时间;采用长日照处理,延长植物的生长期,以增加生长量,提高抗性;夏季适当遮荫、降温。

种质资源研究的意义

种质资源研究的意义 以种质资源研究的意义为标题,我们来探讨一下种质资源研究对人类社会的重要性。 种质资源是指生物体中携带的各种遗传信息,它是农作物改良和生物多样性保护的基础。种质资源研究的意义主要体现在以下几个方面: 1. 农作物改良:种质资源研究为农作物的选育和改良提供了重要的基础。通过对不同品种的种质资源进行深入的研究和分析,可以发现一些具有特殊性状和抗逆性的品种,为选育新的高产、优质、抗病虫害的品种提供了基础材料。种质资源研究还可以帮助农业科学家探索新的基因组组合,提高农作物的产量和品质,从而满足日益增长的粮食需求。 2. 生物多样性保护:种质资源的研究对生物多样性的保护至关重要。通过对各种植物和动物的种质资源进行收集、保存和研究,可以了解它们的亲缘关系、遗传多样性和适应性等重要信息。这些信息有助于制定科学合理的保护策略,保护濒危物种和生态系统的完整性,维护地球的生物多样性。 3. 抗病虫害研究:种质资源研究对于研究和培育抗病虫害的作物品种具有重要意义。通过对不同种质资源的抗病虫害性状进行分析和比较,可以筛选出具有抗病虫害基因的种质资源,为培育新的抗病

虫害品种提供有力支持。种质资源研究还可以帮助科学家深入了解病虫害的发生机制和演化规律,为控制和防治病虫害提供理论指导。 4. 适应性研究:种质资源研究对于研究生物体适应环境的机制具有重要意义。通过对不同种质资源在不同环境条件下的表现进行观察和研究,可以了解生物体在适应环境方面的遗传基础和适应策略。这对于解决气候变化和环境污染等全球性问题具有重要意义。 5. 遗传资源保护:种质资源研究是遗传资源保护的重要手段。通过对种质资源的收集、保存和利用,可以保护和传承人类文明中的重要遗传资源。这些遗传资源包括农作物、家畜、野生动植物等,它们承载着丰富的生物遗传信息,具有重要的文化、经济和科学价值。 种质资源研究对于农作物改良、生物多样性保护、抗病虫害研究、适应性研究和遗传资源保护等方面都具有重要意义。通过深入研究和利用种质资源,我们可以更好地理解和利用生物体的遗传信息,推动农业的可持续发展,保护地球的生物多样性,为人类社会的可持续发展做出贡献。

植物种质资源的评价与鉴定

植物种质资源的评价与鉴定 植物种质资源评价与鉴定是指对植物种质资源进行系统的评估和鉴定,以确定其适应能力、遗传多样性和利用潜力,为植物种质资源的保护、利 用和研究提供科学依据。本文将从评价内容、评价方法和评价意义三个方 面进行论述。 一、评价内容 1.形态特征评价:对植物的株高、茎叶形态、花果性状等进行测量和 记录,以了解植物的生长状况和外部特征。 2.生物学性状评价:包括植物的生长周期、生物量、光合能力、营养 需求、耐逆性等生理和生态性状的研究。 3.遗传特征评价:通过分子标记等技术手段对植物的遗传多样性进行 分析和测定,以了解植物的亲缘关系和遗传背景。 4.经济特征评价:根据植物的经济价值和利用潜力,对其产量、品质、药用价值等进行评估,以确定植物资源的经济价值。 二、评价方法 1.田间调查法:直接观察和记录植物在自然生境中的生长状况和形态 特征,了解其适应能力和生存状态。 2.实验室分析法:利用化学、生化、分子生物学等技术手段对植物的 生理和遗传特征进行定量分析和测定,以获取更精确的评价结果。 3.分子标记法:通过分子标记技术(如RAPD、SSR等)对植物的遗传 多样性进行研究,以了解不同种质间的亲缘关系和遗传背景。

4.经济评估法:利用经济学的方法对植物的经济价值进行评估和分析,包括成本效益分析、市场需求预测等。 三、评价意义 1.资源保护:通过评价和鉴定,及时了解植物资源的状态和变化,为 植物种质资源的保护和管理提供科学依据。 2.利用潜力:通过评价植物资源的经济特征和利用潜力,指导合理利 用植物资源进行农业生产、品种改良和新品种培育,提高资源利用效率。 3.科学研究:通过评价植物资源的形态、生物学和遗传特征,为植物 的分类、进化和种群动态研究提供科学依据,并促进相关学科的发展。 4.国际交流:植物种质资源评价与鉴定是进行国际交流和合作的重要 基础,有助于推动植物资源的共享和公平使用,促进国际合作和交流。 总之,植物种质资源评价与鉴定是保护、利用和研究植物资源不可或 缺的手段,只有通过对植物资源进行全面、系统的评估,才能更好地了解 和利用植物资源的潜力和特征,为实现可持续农业发展和生物多样性保护 作出贡献。

花卉种质资源的收集、鉴定与利用研究

花卉种质资源的收集、鉴定与利用研究 花卉种质资源的收集、鉴定与利用研究 随着人们生活水平的提高,对于花卉的需求也越来越高。为了满足人们对于花卉的需求,不少的花卉种植园和花卉市场应运而生。然而,要想保证花卉的品质和数量,就需要对花卉种质资源进行收集、鉴定和利用研究。 花卉种质资源的收集是指通过各种途径,如野外探索、交换、捐赠等方式,搜集各种花卉品种的种子、芽、茎、叶、根等生物材料,以便进行后续的研究和利用。在收集过程中,需要注意保护生态环境,不破坏自然资源。 花卉种质资源的鉴定是指对采集到的花卉种质资源进行分类、鉴别和评价,确定其品种特征和遗传特性。通过鉴定可以确定花卉品种的适应性、耐病性、抗逆性等特性,为后续的育种和栽培提供科学依据。 花卉种质资源的利用研究是指对已经鉴定好的花卉种质资源进行开发利用,包括育种、栽培、繁殖、推广等。通过利用研究可以提高花卉品种的产量、品质和市场竞争力,满足人们对于花卉的需求。

在花卉种质资源的收集、鉴定和利用研究中,需要注意以下几点: 一、加强信息交流和合作。各地花卉种植园和科研机构应该加强信息交流和合作,共同推进花卉种质资源的收集、鉴定和利用研究。 二、加强人才培养。要想推进花卉种质资源的收集、鉴定和利用研究,需要培养一批专业的科研人员和技术人员,提高他们的专业水平和技能水平。 三、加强法规建设。应该加强法规建设,保护野生花卉资源,防止非法采集和交易。 四、加强市场开发。要想实现花卉种质资源的利用价值,需要加强市场开发,推广新品种,提高市场竞争力。 总之,花卉种质资源的收集、鉴定和利用研究是一个系统性工程,需要全社会共同参与。只有加强合作,加强人才培养,加强法规建设和市场开发,才能够更好地推进花卉产业的发展,满足人们对于美丽生活的追求。

观赏林木种质资源的收集与创新

观赏林木种质资源的收集与创新观赏林木是人们日常生活中不可或缺的一部分,无论是在公园、花园还是私人庭院,观赏林木的重要性都不可忽视。如今,随着城市化进程的不断推进,城市里的观赏林木越来越丰富多彩,这离不开林木种质资源的收集与创新。 一、林木种质资源的收集 林木种质资源的收集是观赏林木发展的重要前提。首先,需要寻找具备良好观赏性能的树种,以及那些具备较高免疫力的树种。收集到的林木种质资源要通过石墨化、实生繁育等手段进行繁殖,通过对这些新品种的研究,可以为我们选择最适合公园、庭院中种植的树种提供更大的选择空间。 二、林木种质资源的创新 林木种质资源的创新不仅包括筛选出种植具有较高美观性和适应性的品种,并且还包括通过林木景观塑造、技术改良等手段,使观赏林木更具艺术性和可塑性。例如,在国内外的一些城市,我们可以看到形态各异、造型奇特的丹桂、绿萝、灰莉等观赏树木,就是通过针对这些树种的形态、生长习性的分析和创新,最终实现了树木的更好的美化效果。 三、不同类型的林木种质资源

观赏林木的种类非常繁多,可以根据生长习性、观赏效果、用途等不 同标准进行分类。例如,在城市公园中,我们可以看到大量的白蜡树、黄楝树等乔木,这些树种高大挺拔,绿叶常青,令人艳羡不已。在市 区中,紫薇、桂花等树种则是常见的观赏植物,它们开花时间较早, 花色鲜艳,能够扮靓城区的春日风光。此外,公路绿化卫生带中常栽 植杨树、柳树等种类,它们能够有效吸附空气中的有害物质,使城市 空气更清新。 总之,观赏林木的发展不能离开林木种质资源的收集和创新,这是城 市化进程中的必备工作之一。只有不断地对林木品种进行挑选、筛选 和优化,才能实现更多观赏林木的美丽和实用价值。同时,在这个过 程中,我们也可以发掘更多的名贵树种,为人们带来更美好的城市生活。

植物种质资源研究植物的遗传多样性和利用价值

植物种质资源研究植物的遗传多样性和利用 价值 植物种质资源是指存在于自然界或人工培育中的各种植物的种子、种苗、组织细胞等,是研究植物遗传多样性和利用价值的基础。植物遗传多样性是指在一定的遗传背景下,由于基因的不同组合所带来的表型差异和遗传变异。而利用价值则体现了植物物种在农业、生态保护、医药、工业等领域中的实际应用潜力。 一、植物种质资源的研究意义 对植物种质资源的研究有着重要的意义。首先,了解植物种质资源的遗传多样性能够为植物的改良育种提供基础数据。通过对植物的遗传背景和遗传变异的了解,可以选择适合特定环境的优良材料进行育种工作,提高植物的产量和品质。其次,研究植物的遗传多样性可以为植物系统分类学和进化研究提供依据。通过对植物的遗传背景的分析,可以揭示植物物种的亲缘关系及其演化历程。此外,植物种质资源的研究还可以为植物资源的保护和利用提供科学依据,推动农业的可持续发展。 二、植物种质资源的遗传多样性研究方法 为了全面了解植物种质资源的遗传多样性,科学家们开展了一系列研究。其中,植物形态学研究是较为传统的方法,通过观察和比较植物的形态结构特征,判断植物之间的遗传关系和差异。而分子生物学研究则利用基因组、蛋白质等生物分子的差异来分析植物的遗传多样

性。例如,通过DNA条形码技术,可以快速鉴定和比较不同植物物种 的遗传差异,为物种鉴定和分类提供便利。此外,还可以利用遗传标 记技术(如RAPD、AFLP和SSR等)分析植物的遗传多样性,帮助科学家们理解植物物种间的亲缘关系及其遗传演化过程。 三、植物种质资源的利用价值 植物种质资源具有丰富的利用价值。首先,在农业方面,植物种质 资源可以用于作物的品种改良和新品种培育。通过选育具有抗病虫害性、逆境耐受性和高产性的植物品种,可以提高农作物的产量和品质,解决粮食安全和农业可持续发展问题。其次,植物种质资源还可用于 生态保护。通过保护植物物种,维护生物多样性和生态平衡,保护和 恢复生态系统的健康。此外,植物种质资源还被广泛应用于医药和工 业领域。许多药物和化妆品的原料都源自植物,而植物纤维、植物油 等也是工业生产中常用的原材料。 四、植物遗传多样性与全球可持续发展的关系 全球可持续发展是当今社会的重要目标,而植物遗传多样性在其中 扮演着重要的角色。首先,植物遗传多样性的保护和利用是维护生物 多样性的重要手段之一。通过保护和利用植物种质资源,可以确保各 种物种的存活和繁衍,维持生态系统的平衡和稳定。其次,植物遗传 多样性的研究可以为农业可持续发展提供科学依据。通过了解植物物 种的遗传背景,科学家们可以选择适合特定环境的植物品种进行种植,提高农作物的产量和耐逆性,减少对土地和资源的过度利用。此外, 植物遗传多样性的研究还可以为人类社会的健康和福祉做出贡献。例

贵阳市野生兰科植物观赏种类资源调查及分析

贵阳市野生兰科植物观赏种类资源调查及分析 钱长江;赵熙黔;安明态;姜运力;严令斌;罗林;李鹤 【摘要】[目的]调查、分析贵阳市野生兰科植物观赏种类资源,为保护及合理开发利用野生兰科植物提供依据.[方法]采用样方法和线路调查法,在不同季节分别对贵阳市野生兰科植物进行调查.参考相关文献,编制完成兰科植物名录,结合野生兰科植物花、叶及假鳞茎和资源状况、生境特征筛选出观赏种类,并就其分布格局、分布点、垂直分布范围、观赏价值、生态适应型、生长环境、应用形式进行分析.[结果]贵阳市野生兰科植物观赏种类主要分布在修文县、息烽县、开阳县、花溪区、乌当区及清镇市的边远乡镇;分布于1~2个点的有13种,3~10个点的有13种,10个点以上的有5种,分布点最多的是金兰,有41个点,其次是春兰有35个点;选出用于分析的观赏种类11属31种,分别占贵阳市野生兰科植物总属数(34属)及总种数(80种)的32.35%和38.75%,其中附生型14种、地生型15种、地生或附生型两种;多数种类观叶和花,少数种类观赏假鳞茎.[结论]大部分贵阳市野生兰科观赏植物分布范围极其狭窄,其生境具有特殊性,可模拟其原生地的环境用于室内壁墙悬挂、盆栽观赏、山石点缀. 【期刊名称】《南方农业学报》 【年(卷),期】2014(045)005 【总页数】7页(P833-839) 【关键词】野生兰科植物;分布;分布格局;观赏价值;应用 【作者】钱长江;赵熙黔;安明态;姜运力;严令斌;罗林;李鹤

【作者单位】贵州师范学院化学与生命科学学院;贵州省生物资源开发利用特色重 点实验室贵阳550018;贵阳市兰花产业办公室,贵阳550001;贵州大学林学院,贵阳550025;贵州省林业科学研究院,贵阳550005;贵州大学林学院,贵阳550025;贵阳 市兰花产业办公室,贵阳550001;贵州省林业科学研究院,贵阳550005 【正文语种】中文 【中图分类】S682.31 【研究意义】兰科(Orchidaceae)是被子植物第二大科,有悠久的栽培历史和众多品种,兰属中的春兰(Cymbidium goeringii)、线叶春兰(C.goeringii var.ser-ratum)、蕙兰(C.faberi)、建兰(C.ensifolium)、多花兰 (C.floribundum)、寒兰(C.kanran)、墨兰(C.sinense)及这些种的变异种 是著名的观赏植物(吴国芳等,2011)。随着经济的发展和人们生活质量的提高,兰花的观赏和种植已不再局限于兰属植物,兰科中其他属植物也逐渐被开发和应用,如石仙桃属(Pholidota)、石豆兰属(Bulbophyllum)、石斛属(Dendrobium)等附生兰类。目前,由于原生地兰科植物被大量挖掘,导致野 生兰科植物资源遭到毁灭性破坏或濒临灭绝,因此,调查分析贵阳市野生兰科植物资源,对未来引种栽培、繁殖及合理开发利用和保护具有重要意义。【前人研究进展】专家学者从不同方面对兰科植物资源进行了研究。陈心启和吉占和(1998) 报道了兰花的文化、历史、形态特征与生物学特性、地理分布、中国兰科属志、国兰专论、叶艺与花艺、栽培与管理、病虫害防治等。陈心启等(1999)研究了中 国野生兰科植物117属403种和2变种的产地、生境、海拔和花期。中国科学院中国植物志编辑委员会(1999)记载了中国分布有兰科植物171属1247种,并 介绍了其生境及形态特征。张礼安和周庆(2001)将贵州兰属中的栽培精品汇编 成书,并根据贵州的兰花植物资源状况提出保护措施和栽培管理方法。陈谦海

云龙天池国家级自然保护区野生观赏植物资源调查研究

云龙天池国家级自然保护区野生观赏植物资源调查研究 茶雪梅;周玉泉;张永洪;张绍辉 【摘要】对云龙天池国家级自然保护区168科477属1 118种维管植物进行观赏性调查分析.结果表明,保护区内共有野生观赏植物94科208属342种,其中木本植物191种,草本植物151种.野生观赏植物中优势科包括杜鹃花科、蔷薇科,龙胆科、兰科和毛茛科.观花、观叶、观果和观姿态这几类植物分别占观赏植物总数的 59.36%、22.22%、10.53%和7.89%.在园林应用上包括盆景类、花灌木类、花 坛花镜和花丛类,分别占观赏植物总数的20.47%、16.96%、14.62%和12.87%. 珍稀野生观赏植物5科7属9种,分别占区内野生珍稀濒危植物的55.56%、63.64%和64.29%.文中对保护区在野生植物资源的保护与利用前景方面进行了探讨. 【期刊名称】《林业调查规划》 【年(卷),期】2014(039)003 【总页数】7页(P76-82) 【关键词】野生观赏植物;多样性;园林应用;保护与利用;云龙天池国家级自然保护区【作者】茶雪梅;周玉泉;张永洪;张绍辉 【作者单位】云南省林业调查规划院大理分院,云南大理 671000;云南师范大学生命科学院,云南昆明 650500;云南师范大学生命科学院,云南昆明 650500;云南省 林业调查规划院,云南昆明 650051 【正文语种】中文 【中图分类】S759.9;S757.2

野生观赏植物是指现在原产地处于天然状态未被开发利用或虽有利用但仍以直接从野外采集为主的具有观赏价值的植物,一般都有美丽的花朵或特殊的植株、茎干、叶形态,具有潜在的开发潜力与应用价值,是地方天然风景和植被的重要组成部分[1-2]。目前许多地区对野生观赏植物资源进行了植物种类、分布及观赏特性的研究,为资源的合理保护与利用提供了大量有价值的数据[3-10]。同时,不同的地区对野生观赏植物的研究程度不一。滇西北地区由于其特殊的地理环境,造就了十分丰富的生物多样性,其中维管束植物在 5 000种以上[11]。近年来,滇西北丰富 的野生植物资源逐渐受到人们的重视,已有学者对滇西北野生花卉资源进行了调查和研究,由于历史与自然地理条件的原因,很多地区仍存在基础资料缺乏的情况[12,13]。对位于滇西北的云龙天池国家自然保护区(以下简称保护区)野生观赏植物的研究有助于该地区植物种质资源的合理开发、利用和保护,为进一步开展滇西北野生观赏植物资源系统研究提供科学依据和参考数据。 云龙天池国家级自然保护区位于云南省西北部大理白族自治州云龙县境内,地理坐标为东经99°11′36″~99°20′34″,北纬25°49′48″~26°14′16″,南北长约45 km,东西宽约14 km,总面积14 475 hm2。保护区由南北不相连的2片组成,间隔约11 km。南片为天池片区,处于云龙县中部,距县城约20 km,涉及诺邓镇、旧州镇和宝丰乡,面积 6 630 hm2;北片为龙马山片区,北距县城60余 km,与怒江州兰坪县接壤。夏秋季节降水丰富,气温高,雨热同期;冬春季节天气晴朗,日照充足,气温较高,降水稀少,风速大,湿度小,偶见雨雪、霜冻和低温天气。保护区山体较大,海拔和相对高差致使保护区及附近地区气候垂直分异显著,从龙马山山顶到澜沧江河谷,依次出现寒温带、中温带、暖温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带等6个垂直气候带。在同一气候带内,阴坡与阳坡,山脊、山顶与河谷、箐沟,小气候存在显著差异,气候环境类型的多样性为保护区生物多样性的繁育提供了十分有利的条件。

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